ROCHES LUNAIRES

Minéralogie

Deux caractéristiques essentielles permettent de différencier les roches lunaires des roches terrestres basiques et ultrabasiques : les roches lunaires ont cristallisé dans un milieu beaucoup plus réducteur et totalement (ou presque) anhydre.

Les espèces silicatées sont donc nettement moins nombreuses que sur la Terre, où, notamment, les silicates hydratés sont abondamment représentés. Les minéraux les plus fréquents sont les pyroxènes et les feldspaths plagioclases.

On trouve les pyroxènes sous forme de grains incolores, ou plus ou moins brun-rouge suivant leur composition, qui peut être variable dans un même cristal. Ils contiennent parfois un peu de titane et d'alumine, mais leur composition est principalement représentée par la formule (Mg,Ca,Fe)SiO₃, où les teneurs en magnésium, calcium, fer varient suivant la composition du magma et les conditions de cristallisation. Le pôle riche en fer n'existe pas sur la Terre, car il correspond à des conditions de cristallisation trop réductrices. Il a été trouvé sur la Lune et appelé pyroxferroïte.

Dans les plagioclases lunaires, seuls les termes calciques sont présents (plus de 60 p. 100 d'anorthite CaAl₂Si₂O₈, la plupart des cristaux dépassant 90 p. 100) alors que, sur la Terre, ils sont beaucoup moins abondants que les termes sodiques.

L'olivine (Mg,Fe)₂SiO₄ est un autre silicate assez fréquent.

La silice se trouve surtout sous ses formes de haute température, cristobalite et tridymite. Le feldspath potassique est rare et constitue, comme la silice, une phase résiduelle. L'association silice-feldspath potassique, caractéristique des granites terrestres, n'a été trouvée en quantité appréciable (quelques grammes) que dans un échantillon de brèche de l'océan des Tempêtes (Apollo-12) et dans deux fragments de brèches de Fra Mauro (Apollo-14).

Les oxydes sont surtout représentés par l'ilménite FeTiO₃, à cause de la richesse en titane des magmas basaltiques. On trouve aussi la chromite FeCr₂O₄ et des oxydes inconnus sur la Terre tels que l'ülvospinelle Fe₂TiO₄ et l'armalcolite (Fe,Mg)Ti₂O₅, ce dernier minéral ainsi nommé en l'honneur des trois astronautes d'Apollo-11, Neil Armstrong, Edwin Aldrin et Michael Collins. On trouve des spinelles du type (Mg,Fe)Al₂O₄ comme minéraux accessoires dans les roches riches en alumine. Des éléments en traces tels que le zirconium s'expriment dans les minéraux comme la baddeleyite ZrO₂, le zircon ZrSiO₄ et la nouvelle espèce lunaire tranquillityite Fe₈Zr₂Ti₃Si₃O₂₄. Le phosphore se trouve dans les deux phosphates apatite et whitlockite, qui concentrent, avec la tranquillityite, la majeure partie des terres rares. Les seuls minerais sont le fer natif, contenant plus ou moins de nickel, et la troïlite FeS, dont une partie représente le résidu de matériel météoritique tombé sur la Lune. Certains échantillons de ces minerais portent des traces de rouille (oxydation et hydratation du fer). L'origine de l'eau (fumerolle interne, impact cométaire, pollution atmosphérique) n'est pas encore établie avec certitude.